X Jubileuszowy Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2017/2018. ETAP II r. Godz

Transkrypt

1 KOPKCh X Jubileuszowy Podkarpacki Konkurs Chemiczny 17/18 ETAP II r. Godz Uwaga! Masy owe pierwiastków i związków podano na końcu zestawu. Zadanie 1 () 1. Próbka CuSO 5HO o masie 1 g zawiera: a) 5, 1 atomów tlenu b) 8 g tlenu c) x,6 a atomów tlenu d) 5 atomów tlenu 1 CuSO 5H O - 9,6 g - 9 i at. tlenu x =,6 a at. tlenu 1 g - x. W reakcji syntezy siarczku glinu użyto 1 kg glinu i 1 kg siarki. Skład ilościowy mieszaniny poreakcyjnej był następujący: a) kg AlS b) x 1,56 kg AlS i, kg Al c) 1,56 kg AlS d),78 kg AlS Z równania reakcji syntezy S wynika stosunek owy substratów równy :. Użyto: 1 kg Al, tj. - 7 a oraz 1 kg S, tj. - 1,5 a, zatem Al został użyty w nadmiarze. g S - 15 g Al S 1 g S - x, x = 1,56 kg Al S Masa nieprzereagowanego A: (1 g 1,5 7 1 g ) =, kg Al.. W danej grupie układu okresowego w kierunku pionowym ku dołowi: a) rośnie stopień utlenienia pierwiastka w związku chemicznym b) rośnie elektroujemność wg Paulinga c) rośnie wartościowość pierwiastka względem tlenu d) x rośnie promień atomowy. Dodatek octanu sodu do wodnego roztworu kwasu octowego spowoduje: a) wzrost stopnia dysocjacji kwasu b) x zmniejszenie stopnia dysocjacji kwasu c) nie spowoduje zmian stopnia dysocjacji kwasu d) wzrost stałej dysocjacji kwasu

2 5. Do 1 g roztworu zawierającego 1% wag. HCl dodano 1 g roztworu zawierającego 1% wag. NaOH. Odczyn roztworu po reakcji jest: a) mocno zasadowy b) x kwaśny c) obojętny d) słabo zasadowy Z równania reakcji zobojętnienia HCl NaOH NaCl HO wynika, że substraty reagują w stosunku owym 1:1. Liczby i HCl i NaOH wynoszą: 1% 1 g n HCl, 7, 1% 1g n NaOH, 5. 1% 6,5 g / 1% g / Zatem HCl został użyty w nadmiarze, i odczyn roztworu kwaśny. 6. Która z odpowiedzi jest poprawna dla reakcji, którą jakościowo opisuje równanie: KIO H SO HI I K SO H O a) jest to reakcja dysproporcjonowania b) x współczynniki stechiometryczne substratów wynoszą odpowiednio:, 1 i 1 c) współczynniki stechiometryczne produktów wynoszą odpowiednio: 6, i 6 d) KIO spełnia rolę reduktora Bilans reakcji redoks jest następujący: V I 5e I I I e I Sumarycznie: 5 1 ==> V I I 5e I 1I 5e 5I KIO H SO 1HI 6I K SO 6H O KIO utleniacz; HI reduktor. 7. W elektrolizerze przeponowym (oddzielona przestrzeń katodowa od anodowej) przeprowadzono elektrolizę wodnego roztworu jodku potasu. Zanotowano następujące obserwacje: a) roztwór przy anodzie pozostał bezbarwny b) x na katodzie wydzielały się pęcherzyki gazu c) roztwór przy katodzie pod wpływem fenoloftaleiny nie zmienił zabarwienia d) na obu elektrodach wydzielały się pęcherzyki gazu Równania reakcji elektrodowych: Anoda: I e I (wodny roztwór w obecności jonów jodkowych kolor brunatny). Katoda: H O e H OH (jony wodorotlenowe barwią fenoloftaleinę na różowo). 8. Roztwór kwasu solnego o stężeniu 6,15 /dm ma gęstość d = 1,1 g/cm. Która odpowiedź jest poprawna? a) x stężenie procentowe roztworu wynosi,% b) 5 g roztworu zawiera g HCl c) ułamek owy HCl w roztworze wynosi,5 d) ułamek owy HCl w roztworze wynosi,

3 Stężenie procentowe roztworu: 6,15 / dm 6,5 g / 1% c p,% 11 g / dm W 1 g roztworu znajduje się:, g HCl, tj.,559 a oraz 79,6 g H O, tj., a Ułamek owy HCl: x,559,559,11, 9. Zmieszano 5 cm 1 M roztworu Na SO oraz 8 cm,5 M roztworu BaCl. Wydzielony osad po odsączeniu, przemyciu i wysuszeniu miał masę 8,81 g. Wydajność reakcji wyniosła: a) 75,1% b) x 9,% c) 88,1% d) 99,5% Z równania reakcji równoowym. Na SO BaCl BaSO NaCl wynika, że substraty reagują w stosunku Liczy i substratów użytych do reakcji: n oraz n BaCl Na SO 1 /dm,5 dm,5 a,5 /dm,8 dm, a. Zatem w nadmiarze użyto Na SO. Masa wydzielonego BaSO : m t,, g/ 9, g. Stąd wydajność reakcji: mrz 8,81 Wp 1% 1% 9,%. m 9, t 1. Iloczyn rozpuszczalności wodorotlenku żelaza(ii) ma wartość, Stężenie jonów Fe + i OH nad osadem wynosi odpowiednio: a) 7,8 1-6 oraz 1, /dm b) 6, 1-6 oraz 1, 1-5 /dm c) x,9 1-6 oraz 9,8 1-6 /dm d), oraz 1, /dm Fe(OH) Fe + + OH -, przyjmując oznaczenia: [Fe ] x /dm [OH ] x /dm otrzymuje się: Ir [Fe ] [OH ] x Fe(OH) Stąd Ir 6 [Fe ] x,9 1 /dm oraz 6 [OH ] 9,8 1 / dm. 11. Wskaż zbiór, w którym wszystkie związki ulegają addycji bromu: a) fenol, propen, buta-1,-dien, acetylen b) fenol, cykloheksen, propyn, metan c) propan, styren (winylobenzen), kwas propenowy, cykloheksa-1,-dien d) x styren, propyn, cykloheksen, kwas propenowy 1. Reakcja fenolu z bromem jest reakcją: a) substytucji nukleofilowej b) addycji nukleofilowej c) x substytucji elektrofilowej d) addycji elektrofilowej

4 1. Wskaż zbiór, w którym wszystkie związki reagują z kwasem solnym: a) etanol, eten, kwas benzoesowy, metan b) kwas propenowy, etan, benzen, cykloheksen c) acetylen, benzen, kwas propanowy, etanol d) x etanol, kwas propenowy, eten, styren Łącznie zadanie 1: Zadanie () Nadtlenek wodoru jest związkiem nietrwałym i w temperaturze pokojowej ulega powolnemu rozkładowi (reakcja 1). 15 cm wody utlenionej (% roztwór nadtlenku wodoru o gęstości 1,1 g/cm ) przechowywano w temperaturze pokojowej. Po upływie 1 dni próbkę wody utlenionej poddano analizie. W tym celu do kolby stożkowej pobrano 1 cm roztworu wody utlenionej, rozcieńczono wodą destylowaną, zakwaszono kwasem siarkowym(vi) i dodano 1 cm % roztworu jodku potasu oraz kryształek ibdenianu amonu (jako katalizatora). Całość szczelnie zamknięto i odstawiono w ciemne miejsce na 5 min. stwierdzając wydzielenie się jodu (reakcja ). Wydzielony jod oznaczono poprzez miareczkowanie,1 M roztworem tiosiarczanu sodu (NaSO ditionian sodu) (reakcja ), dodając pod koniec miareczkowania roztwór skrobi. Miareczkowany roztwór odbarwił się po dodaniu,5 cm roztworu tiosiarczanu (w reakcji anion ditionianowy przechodzi w anion tetrationianowy). 1. Napisać równanie reakcji rozkładu nadtlenku wodoru (reakcja 1).. Zapisać równania reakcji zachodzących podczas analizy próbki wody utlenionej (reakcja i ).. Jaką rolę (utleniacz, reduktor) pełni nadtlenek wodoru w reakcji z jodkiem potasu?. Obliczyć stężenie owe HO w roztworze wyjściowym i po upływie 1 dni. 5. Jaką objętość w warunkach normalnych zajął tlen wydzielony w tym czasie? (W obliczeniach zaniedbać zmianę objętości roztworu w rozważanym czasie). Przykładowe rozwiązanie: Ad. 1 1 HO HO O (1) Ad. HO KI H SO I H O K SO () I Ad. O6 Na S O NaI Na S () Nadtlenek wodoru pełni rolę utleniacza Ad. Stężenie początkowe HO: c p d % 11 g / dm co,891 / dm pkt M 1 g / 1% Stężenie końcowe HO: Z równania reakcji (): 1 I e NaSO x i c V,1,5,5 1 NaSO Na SO

5 x n,5 1 I 1 HO 1 I x i,5 1 - I x n,5 1 H O Liczba i HO w całej próbce (po upływie 1 dni) wynosi, cm, cm n H O Stężenie końcowe HO: c k n V,75 1,15,5 / dm Ad. 5 no c V,891,15, 17, H O o Z równania rekcji (1): 1 HO - 1/ O = 11, dm (no nk) - VO V O (,17,) 11, 1,6 dm 1 O pkt Łącznie zadanie : Zadanie (16 pkt) W wyniku spalenia próbki węglowodoru o masie,68 g otrzymano,78 g CO i 1,59 g HO. a) Wyznaczyć wzór rzeczywisty węglowodoru jeśli wiadomo, że 1, g tego związku zajmuje objętość 5 cm w warunkach normalnych. b) Jakie związki kryją się pod tym wzorem rzeczywistym? Podać ich wzory strukturalne, nazwy systematyczne i określić rodzaj izomerii. c) Ile produktów niecyklicznych odwodornienia może powstać ze związków o takim wzorze rzeczywistym. Podać ich wzory strukturalne i nazwy systematyczne. Rozwiązanie a) Wzór ogólny węglowodoru: CxHy Obliczanie zawartości węgla i wodoru: g CO zawiera 1 g C,78 g CO zawiera x g C, stąd x =,565 g C 18 g HO zawiera g H 1,59 g HO zawiera x g H, stąd x =,1177 g H Obliczanie stosunku owego atomów węgla i wodoru w węglowodorze: 5

6 nc:nh =,565/1 :,1177/1 =,7 :,1177 = 1 :,5 = : 5 pkt Wzór elementarny (najprostszy, empiryczny)): CH5, ME = 9 g/ Masa owa węglowodoru: 1, g CxHy,5 dm y g, dm, y = 58 g, stąd Mm = 58 g/ Wzór rzeczywisty: n = Mm/ME = 58/9 =, stąd wzór rzeczywisty CH1 b) Wzory strukturalne i nazwy związków o wzorze rzeczywistym CH1: CH CH H C CH butan,5 pkt +,5 pkt CH C H CH CH -metylopropan,5 pkt +,5 pkt Rodzaj izomerii: izomeria łańcuchowa c) Wzory strukturalne i nazwy produktów odwodornienia: C H CH H C CH C C CH CH but-1-en +,5 pkt C H C H H H (Z)-but--en +,5 pkt H C C CH C H CH (E)-but--en +,5 pkt CH -metyloprop-1-en +,5 pkt Łącznie zadanie : 16 pkt Masy owe (g -1 ): H 1; C- 1; O 16; Na ; Al 7; S ; Cl 5,5; Cu 6; Ba 17,. 6